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La TSH, une hormone qui favorise la reproduction au printemps

 

Les mécanismes neuroendocrines qui permettent la synchronisation de l'activité de reproduction des mammifères avec les saisons viennent d'être décryptés par des chercheurs de l'Institut des neurosciences cellulaires et intégratives (INCI) du CNRS à Strasbourg. Ce travail publié dans The FASEB Journal montre que la TSH peut être considérée comme une « neurohormone du printemps », qui réveille l'axe reproducteur quand les jours s'allongent. Cette hormone secrétée par l'hypophyse contrôle en effet, sous l'influence des saisons, la synthèse de deux neuropeptides hypothalamiques qui sont de puissants stimulateurs de la fonction de reproduction.

 

Synchroniser l'activité de reproduction avec les saisons est essentiel aux espèces vivant dans des zones tempérées. La naissance et le sevrage des petits doivent avoir lieu au printemps et au début de l'été, période de l'année où les conditions climatiques sont favorables et où les ressources alimentaires sont abondantes, tant pour la mère qui allaite que pour les petits. Pour se repérer dans le décours de l'année, les animaux utilisent la durée du jour, ou photopériode, courte en hiver, longue en été. Depuis le milieu des années 60, il est établi que la mélatonine, une hormone sécrétée uniquement la nuit par la glande pinéale, transmet cette information photopériodique à travers l'organisme pour synchroniser l'activité de reproduction avec les saisons.

La mélatonine a de nombreux sites d'action dans diverses structures du système nerveux mais une région particulière de l'hypophyse, la pars tuberalis, contient chez toutes les espèces de mammifères une densité très élevée de récepteurs pour cette hormone. Ces dernières années, il a été montré que la mélatonine, en se fixant sur ses récepteurs, contrôle la synthèse et la sécrétion d'une autre hormone, la TSH, par les cellules de la pars tuberalis. La TSH agit dans la partie basale de l'hypothalamus sur des cellules gliales spécialisées, les tanycytes, pour stimuler la production locale de déiodinase 2, une enzyme qui active l'hormone thyroidienne T4 en T3. Le lien entre ce contrôle mélatoninergique des concentrations de T3 dans l'hypothalamus et le contrôle central de la reproduction restait cependant à établir.

Parallèlement, deux neuropeptides de la famille des RF-amides, le kisspeptine et le RFRP-3, ont été identifiés comme des régulateurs clés de la fonction de reproduction. Ces deux neuropeptides agissent sur les neurones à GnRH, qui contrôlent la synthèse et la libération de LH et de FSH, deux hormones hypophysaires qui régulent la croissance et l'activité des gonades. Tandis que le kisspeptine est un puissant activateur des neurones à GnRH chez tous les vertébrés, à l'exception notable des oiseaux, le RFRP-3 agit tantôt comme inhibiteur, tantôt comme activateur de la fonction reproductrice selon les espèces étudiées. Dans de précédents travaux (*), l'équipe de Valérie Simonneaux à l'INCI a montré que la synthèse de ces deux neuropeptides est inhibée par un profil de la mélatonine mimant les jours courts (hiver) chez un rongeur saisonnier, le hamster Syrien. L'administration centrale de l'un ou l'autre de ces peptides chez des hamsters maintenus en jours courts inhibiteurs réactive la reproduction comme si les animaux étaient en jours longs (été).

Dans l'étude publiée dans The FASEB Journal, les chercheurs ont mis en évidence que l'administration centrale de TSH chez deux espèces de rongeurs saisonniers, les hamsters Syrien et Djungarien, maintenus en jours courts inhibiteurs, induit l'expression de la déiodinase 2 dans les tanycytes, restaure un niveau d'expression de RFRP-3 et de kisspeptine correspondant à des valeurs de jours longs d'été et réactive complètement la fonction reproductrice. Ainsi, ces résultats établissent clairement le lien fonctionnel entre la TSH produite par la pars tuberalis sous le contrôle de la mélatonine et la régulation de l'axe reproducteur par les peptides RF-amides pour synchroniser l'activité de reproduction avec les saisons.

Figure : Mécanismes neuroendocriniens de synchronisation de l'activité de reproduction des mammifères avec les saisons. Au printemps, lorsque les jours se rallongent, la secrétion nocturne de mélatonine par la glande pinéale est fortement réduite, ce qui a pour effet de lever l'inhibition de la sécrétion de TSH par les cellules de la pars tuberalis dans l'hypophyse. La TSH agit sur les tanycytes, localisés dans la partie basale de l'hypothalamus, pour stimuler l'activité de la déiodinase 2 (Dio2), l'enzyme de conversion de l'hormone thyroïdienne T4 en T3. La production locale de T3 augmente la synthèse des neuropeptides kisspeptine et RFRP qui sont de puissants régulateurs de l'axe reproducteur. Ces neuropeptides agissent sur les neurones à GnRH qui contrôlent la libération de LH et de FSH, deux hormones hypophysaires qui régulent l'activité des gonades (testicules et ovaires). © INCI, Paul Klosen et Valérie Simonneaux-Eve

Note

• (*) Kisspeptin mediates the photoperiodic control of reproduction in hamsters, Florent Revel, Michel Saboureau, Mireille Masson-Pévet, Paul Pévet, Jens Mikkelsen, Valérie Simonneaux, Current Biology (2006), 16(17):1730-1735, doi:10.3410/f.1043116.493034.

Stimulatory effect of RFRP3 on the gonadotrophic axis in the Syrian hamster, the exception proves the rule, Caroline Ancel, Agnes Bentsen, Marie-Hélène Sebert, Manuel Tena-Sempere, Jens Mikkelsen, Valérie Simonneaux, Endocrinology (2012), 153(3):1352-1363, doi:10.1210/en.2011-1622.

 

En savoir plus

• TSH restores a summer phenotype in photoinhibited mammals via the RF-amides RFRP3 and kisspeptin, Paul Klosen, Marie-Emilie Sébert, Kamontip Rasri, Marie-Pierre Laran-Chich, Valérie Simonneaux, The FASEB Journal (2013), doi: 10.1096/fj.13-229559.

 

Contact chercheur

• Valérie Simonneaux-Eve
  Institut des neurosciences cellulaires et intégratives (INCI)
  UPR3212 CNRS
  5 rue Blaise Pascal
  67084 Strasbourg Cedex